全自動人體安全檢測儀的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及安全檢測領域，尤其涉及一種全自動人體安全檢測儀。
【背景技術】
[0002]過去，在人口密集且需要對每一個人進行安全檢測的場所，免不了有大量的工作人員拿著金屬探測儀器對過往人員進行安全檢測，這樣不僅效率低下，且容易檢測不出違禁用品，讓不法分子有機可乘，所以急需要一套自動化檢測設備，減少成本，提高檢測效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于，提供一套設備及控制方法，用于人體安全檢測的自動化，快速化，精確化。
[0004]為實現(xiàn)本發(fā)明之目的，采用以下技術方案予以實現(xiàn):
[0005]—種全自動人體安全檢測儀，包括縱向驅(qū)動機構，水平驅(qū)動機構，擺鏡，檢測光源和反射鏡，其中:
[0006]擺鏡與縱向驅(qū)動機構連接，縱向驅(qū)動機構用于驅(qū)動擺鏡向上或向下移動；
[0007]檢測光源用于發(fā)射檢測光線；
[0008]反射鏡用于將檢測光源發(fā)出的檢測光線反射到擺鏡上；
[0009]擺鏡與水平驅(qū)動機構連接，水平驅(qū)動機構用于驅(qū)動擺鏡在水平方向上向左或向右移動，從而將反射到擺鏡上的光線反射到人體上，進行掃描檢測。
[0010]所述的檢測儀，優(yōu)選的:
[0011]縱向驅(qū)動機構包括縱向電機、縱向絲桿，導向桿和滑塊，其中:
[0012]縱向電機與縱向絲杠連接，驅(qū)動縱向絲杠旋轉(zhuǎn)；
[0013]滑塊與縱向絲杠螺紋連接，導向桿一端連接在滑塊上，另一端與擺鏡連接。
[0014]所述的檢測儀，優(yōu)選的:水平驅(qū)動機構
[0015]包括:水平伺服電機、主動輪、皮帶、從動輪和連桿;其中:
[0016]主動輪由水平伺服電機驅(qū)動，主動輪與從動輪通過皮帶連接，連桿一端偏心安裝在從動輪上，另一端安裝在水平擺鏡上，水平擺鏡底面與安裝面鉸接連接。
[0017]所述的檢測儀，優(yōu)選的:該檢測儀還包括絕對式編碼器，該編碼器與縱向絲桿連接。
[0018]所述的檢測儀，優(yōu)選的:該檢測儀還包括控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括:控制器、信號采集卡、差分轉(zhuǎn)換器和絕對式編碼器，絕對式編碼器與縱向絲桿連接；
[0019 ]該控制系統(tǒng)控制檢測儀的檢測包括:
[0020]節(jié)點1:控制器向信號采集卡發(fā)出行信號，水平伺服電機開始轉(zhuǎn)動，該伺服電機的指令脈沖經(jīng)差分轉(zhuǎn)換器處理，由差動信號轉(zhuǎn)化為兩路集電極信號:一路作為列信號，發(fā)送給信號采集卡進行采樣;另一路作為反饋脈沖數(shù)發(fā)送給控制器用于水平方向電機找零。
[0021]節(jié)點2:當擺鏡的鏡面由左極限擺至右極限時或由右極限擺至左極限即節(jié)點2時，采集卡停止采樣，水平伺服電機仍以原速轉(zhuǎn)動，擺鏡換向，向左極限或右極限位置擺動，同時，縱向伺服電機收到控制器指令轉(zhuǎn)動，帶動滑塊向下運動，擺鏡俯仰；
[0022]節(jié)點3:在擺鏡向起始位置，即向左極限或右極限轉(zhuǎn)動過程中，控制器通過檢測電機是否旋轉(zhuǎn)了 Z相至左極限或右極限位置時共需要走過的脈沖數(shù)Λδ來判斷擺鏡鏡片是否移至左極限或右極限，即節(jié)點3處，當移至該位置，控制器發(fā)出行信號，采集卡開始采集列信號;重復以上節(jié)點1-3的掃描檢測過程；
[0023]節(jié)點6:當擺鏡鏡面掃過最后一行，控制器利用Ζ相信號和Λδ找到左極限或右極限，控制器控制水平伺服電機停止工作;縱向伺服電機，利用絕對式編碼器記錄當前位置和節(jié)點1處的位置的差值，進行回程。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明全自動人體安全檢測儀示意圖；
[0025]圖2為水平擺鏡擺動驅(qū)動機構示意圖；
[0026]圖3為本發(fā)明控制系統(tǒng)控制檢測儀進行人體安全檢測的過程示意圖；
[0027]圖4為本發(fā)明全自動人體安全檢測儀系統(tǒng)初始化示意圖；
[0028]圖5為本發(fā)明掃描儀工作流程的示意圖；
[0029]圖6為Ζ軸回零控制過程示意圖；
[0030]圖7為水平擺鏡回零控制過程示意圖；
[0031 ]圖8為報警清除過程示意圖；
[0032]圖9為控制器與采樣裝置信號傳遞示意圖。
【具體實施方式】
[0033]如圖1所示，一種全自動人體安全檢測儀，能夠快速精確地進行人體安全檢測，包括縱向絲桿1，導向桿2，擺鏡3，檢測光源4，反射鏡5。該檢測儀用于對待測物體6如人體進行安全檢測。本安全檢測儀使用的控制設備(也稱控制器)是基于控制芯片的觸摸屏，能夠?qū)崿F(xiàn)簡單方便的人機交互功能，從而根據(jù)要求實現(xiàn)不同的人體掃描速度。
[0034]如圖1，本發(fā)明全自動人體安全檢測儀使用兩套檢測光源及鏡面反射系統(tǒng)，上下各一套，分別負責上下半?yún)^(qū)的檢測。鏡面反射系統(tǒng)包括2個平面鏡用于反射，反射鏡5只用于反射光源4發(fā)出的光線，擺鏡3由偏心連桿機構帶動來回擺動，由反射鏡5反射的檢測光線照射至擺鏡3上，擺鏡3作水平方向的來回擺動，使得檢測光線在一個水平線上實現(xiàn)擺動。
[0035]反射光的起始位置由最左側(cè)開始往右掃描，當反射光線掃描到最右側(cè)時，縱向電機開始向下運動一段距離。當縱向電機轉(zhuǎn)動，帶動縱向絲桿1使得反射擺鏡3向下轉(zhuǎn)動一定角度。當然，當縱向電機反向轉(zhuǎn)動，可以帶動縱向絲桿1使得反射擺鏡3向上轉(zhuǎn)動一定角度。
[0036]若入射檢測光線由三組縱向排列的檢測光源4并排發(fā)出，即水平鏡面3每掃一次，檢測光線掃過三行，這樣可以大大提高檢測效率，減少掃描時間。上半?yún)^(qū)的掃描范圍為距離地面1米處至2米處，下半?yún)^(qū)的掃描距離為地面至離地1米處，上、下半?yún)^(qū)各由三組檢測光源4并排掃描，各需要掃過22次，共66行，這就要求縱向電機要向下轉(zhuǎn)動22次，縱向電機連接上絲桿1之后必須要連接上絕對式編碼器，絕對編碼器由機械位置決定每個位置的唯一性，它無需記憶，無需找參考點，而且不用一直計數(shù)，什么時候需要知道位置，什么時候就去讀取它的位置，這就能保證當縱向電機在向下運動過程中突然掉電，再上電時能夠準確回到初始位置。因為伺服電機存在丟脈沖現(xiàn)象，即實際發(fā)出的脈沖數(shù)往往會小于指令脈沖數(shù)，這時可以通過絕對式編碼器，實時讀取縱向電機的位置，通過程序進行脈沖補償，使之能夠精確的到達預期位置。
[0037]如圖2所示，水平擺鏡擺動驅(qū)動機構包括:主動輪7、皮帶8、從動輪9、連桿10。主動輪7由一個始終作勻速轉(zhuǎn)動的水平伺服電機驅(qū)動，主動輪7與從動輪9通過皮帶8連接，連桿10—端偏心安裝在從動輪9上，構成偏心連桿機構，另一端安裝在水平擺鏡3上，水平擺鏡3底面與安裝面鉸接連接。
[0038]皮帶8可以是齒形帶，主、從動輪是鏈輪，通過主動輪7與從動輪9之間的齒輪比，使得電機每轉(zhuǎn)過一周，水平擺鏡3擺動一個來回。主、從動輪的齒輪比為1:1，主動輪每轉(zhuǎn)過一圈，從動輪相應轉(zhuǎn)過一圈，通過偏心連桿機構，實現(xiàn)曲柄搖桿機構的功能，使得主動輪(曲柄)繞同一方向轉(zhuǎn)動，從動輪(搖桿)帶動擺鏡在水平面上作往復擺動，此過程主動輪無需換向(這么設計是為了減少高速轉(zhuǎn)動情況下電機換向引起振動)，而擺鏡在從動輪旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)實現(xiàn)換向并可以達到左右兩個極限位置。
[0039]定義行信號為水平方向開始掃描人體的起始信號，列信號為掃過人體時每掃過一個位置，反饋回來的信號，通過信號處理，將掃描過的位置生成圖像。
[0040]本發(fā)明全自動人體安全檢測儀的控制系統(tǒng)包括:控制器、信號采集卡、差分轉(zhuǎn)換器、絕對式編碼器。如圖3所示，所述控制系統(tǒng)控制檢測儀進行人體安全檢測的過程如下:
[0041]節(jié)點1:控制器向信號采集卡發(fā)出行信號，水平伺服電機開始轉(zhuǎn)動。伺服電機的指令脈沖經(jīng)差分轉(zhuǎn)換器處理，由差動信號轉(zhuǎn)化為集電極信號。此集電極信號分兩路:一路作為列信號P_col，發(fā)送給信號采集卡進行采樣;另一路作為反饋脈沖數(shù)?_?￥發(fā)送給控制器用于水平方向電機找零。
[0042]節(jié)點2:當水平擺鏡3的鏡面B由左極限擺至右極限時，即節(jié)點2時，采集卡停止采樣，但水平電機仍以原速轉(zhuǎn)動，經(jīng)偏心連桿機構作用，水平擺鏡換向，向左極限位置擺動。同時，縱向電機收到控制器指令轉(zhuǎn)動，帶動上下滑塊向下運動，擺鏡俯仰。上、下滑塊分別與上下擺鏡3的導向桿2連接?？赏ㄟ^以下方式確定擺鏡是否到達左右極限，以右極限為例:主動輪與從動輪的齒輪比為1:1，主動輪由伺服電機驅(qū)動，通過設置驅(qū)動器相應參數(shù)，可設置主動輪每轉(zhuǎn)過一圈需要的脈沖數(shù)，例如300P/R，即每發(fā)出300個脈沖，主，從動輪旋轉(zhuǎn)一周，當從動輪轉(zhuǎn)過半圈時即控制器控制驅(qū)動器發(fā)出150個脈沖時，擺鏡達到右極限。示例性的，本發(fā)明控制器按如下方式向縱向電機發(fā)出上述指令:每一水平行，人體采樣裝置接收到行信
此時控制器會計數(shù)，當計滿100次(100次為舉例，可根據(jù)實際掃描寬度要求更改)，P_col = 100時，控制器發(fā)出該指令。
[0043]節(jié)點3:在擺鏡3向起始位置，即向左極限轉(zhuǎn)動過程中，需要確定當剛好轉(zhuǎn)動到節(jié)點3處再一次發(fā)出下行信號。設計時，本發(fā)明利用了伺服電機的Z相信號，即電機每轉(zhuǎn)一圈，經(jīng)過固定的某個位置，伺服驅(qū)動器會給控制器反饋一個Z相信號。在設備安裝之時，利用低速轉(zhuǎn)動，當電機轉(zhuǎn)至發(fā)出Z相信號，電機停止。此后點動電機，使擺鏡3緩慢移動至左極限位置。記錄Z相至左極限位置時共需要走過多少個脈沖，記為Λδ，所以每次回程找起始位置時，就可以利用Ζ相信號和Λδ精確定位。當鏡面Β移至左極限，即此刻為節(jié)點3處，控制器發(fā)出行信
采集卡開始采集列信號?_(:01。此過程如同節(jié)點1和節(jié)點2處，共重復22次。
[0044]節(jié)點6:當鏡面掃過最后一行，利用Z相信號和Λδ找到左極限，水平電機停止工作。縱向電機，利用絕對式編碼器記錄當前位置和節(jié)點1處的位置的差值，進行回程。因